[發(fā)明專利]一種零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710001768.4
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106768842B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹露潔;董孟嘉;曹丹;李倫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 孫靜雅

1.一種零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗裝置，其特征在于：所述的裝置包括立方體形的水槽，水槽的頂部可以打開以便注水，在水槽的前、后、左、右四個側(cè)面各設(shè)置一根激勵管道，所述的激勵管道一端與水槽相通，另一端密封，在密封端內(nèi)設(shè)置一個磁力轉(zhuǎn)子，密封端外則設(shè)置一臺磁力攪拌器，所述磁力攪拌器內(nèi)的永磁體朝向密封端面與密封端內(nèi)的磁力轉(zhuǎn)子相對；向水槽注水后，啟動前、后、左、右四臺磁力攪拌器并將他們的永磁體轉(zhuǎn)速調(diào)至一致，在磁力的作用下使激勵管道內(nèi)的磁力轉(zhuǎn)子沿密封端面同與其相對的永磁體同步旋轉(zhuǎn)，磁力轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)的過程中對激勵管道內(nèi)的水進行攪拌使水流混亂，四個方向強度相當(dāng)?shù)幕靵y水流在水槽中心處匯集、碰撞；磁力攪拌器電源采用單相交流電50HZ，220V±10V，電動功率為30W，能對磁力攪拌器的永磁體轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，采用無級調(diào)速方式，最大轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗裝置，其特征在于：所述水槽的頂部設(shè)置與外部成像裝置電連接的CCD相機，水槽的底部安裝承載支架，所述的承載支架包括用于安裝水槽的頂部支撐部，該頂部支撐部通過中空的支撐柱與支架底座相連接，所述支撐柱的表面沿橫向方向均勻分布一排透光通孔，以便光源發(fā)出的光透過通孔照射設(shè)置在中空支撐柱內(nèi)的轉(zhuǎn)折棱鏡，該轉(zhuǎn)折棱鏡再將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)入水槽。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗裝置，其特征在于：所述承載支架的頂部支撐部和支架底座的橫向截面形狀均為圓形，支撐柱為圓柱形，并且在頂部支撐部和支架底座表面均有通孔以便使支撐柱的中空部分與外界相通。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗裝置，其特征在于：所述的光源為激光。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗裝置，其特征在于：所述支架底座和各臺磁力攪拌器的底部均安裝有高度調(diào)節(jié)裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗裝置，其特征在于：所述的高度調(diào)節(jié)裝置包括方形底座，在方形底座的四個頂點上各豎向安裝一根帶滑槽的鋁型材，滑塊通過活動螺栓安裝在滑槽上，松開活動螺栓時，滑塊可沿滑槽滑動，擰緊活動螺栓后，滑塊即在滑槽上固定，四根鋁型材上的滑塊形成一個高度可調(diào)的平臺以便容納支架底座或磁力攪拌器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗裝置，其特征在于：所述各臺磁力攪拌器底部的高度調(diào)節(jié)裝置均與支架底座底部的高度調(diào)節(jié)裝置固定連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗裝置，其特征在于：制作所述水槽和激勵管道的材料為亞克力。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗裝置，其特征在于：在所述的激勵管道內(nèi)設(shè)置柵格，并且在激勵管道與水槽的連接處設(shè)置密封圈密封。

10.一種零輸運模擬產(chǎn)生均勻各向同性可調(diào)海洋湍流的實驗方法，使用權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：向水槽注水后，啟動前、后、左、右四臺磁力攪拌器并將他們的永磁體轉(zhuǎn)速調(diào)至一致，在磁力的作用下使激勵管道內(nèi)的磁力轉(zhuǎn)子沿密封端面同與其相對的永磁體同步旋轉(zhuǎn)，磁力轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)的過程中對激勵管道內(nèi)的水進行攪拌使水流混亂，四個方向強度相當(dāng)?shù)幕靵y水流在水槽中心處匯集、碰撞，但是水槽內(nèi)的水與水槽外沒有循環(huán)，因此沒有物質(zhì)的輸入，從而在水槽中心形成零輸運均勻各向同性可調(diào)海洋湍流。